Que pouvons-nous apprendre sur la MRS à partir de la modélisation climatique ?

Les modèles climatiques sont un outil qui me fascine depuis la première fois que j’en ai croisé un – des milliers de lignes de code décrivant les lois de la dynamique des fluides et toutes les nombreuses interactions entre les différentes composantes du système terrestre. Ils capturent des processus allant des plus petites échelles – comment les photons interagissent avec les molécules de gaz – aux plus grandes – comment des flux colossaux d’eaux océaniques s’écoulent à travers le monde et disparaissent dans des profondeurs incalculables. Malgré les maladresses et les imperfections, le fait que nous parvenions à rassembler tous ces éléments dans un ensemble cohérent et à produire des fonctionnalités qui ressemblent au monde réel est assez génial.

Outre leur beauté, les modèles climatiques sont également incroyablement utiles. Nous pouvons les utiliser pour explorer le passé et les futurs potentiels et pour comprendre le fonctionnement interne des phénomènes du monde réel. Par exemple, nous pouvons étudier comment (et pourquoi) El Niño affecte la pluviométrie à New York, ou comment l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone modifie la fréquence et la probabilité des vagues de chaleur au Mexique.

Vous savez, les modèles climatiques ne sont pas des boules de cristal prédisant un avenir inexorable avec une certitude absolue, ni des guides sur la meilleure politique climatique. Ils peuvent cependant nous aider à étudier les conséquences des choix humains, en apportant une contribution essentielle à côté d’autres facteurs plus subjectifs, mais non moins importants.

C’est également de cette manière que nous devrions envisager l’utilisation des modèles climatiques pour comprendre et examiner les MRS. Personne ne réalisera jamais une expérience de modélisation du climat qui nous permettrait de déterminer avec certitude s’il faut ou non recourir à la MRS. Ce type de décision ne relève pas des climatologues ou de leurs modèles. Mais la compréhension que nous pouvons tirer de la modélisation climatique de la MRS peut aider à prendre des décisions éclairées sur son utilisation ou sa non-utilisation future.

Les modèles climatiques peuvent contribuer à étayer ces décisions de plusieurs manières. Ils peuvent être utilisés pour évaluer les conséquences des scénarios de déploiement des MRS de la manière la plus réaliste possible, en simulant de manière très détaillée des déploiements bien intentionnés ainsi que des possibilités géopolitiques plus complexes. Ils peuvent également être utilisés pour simuler des expériences claires et simples où la MRS se résume à « moins de lumière solaire atteint la Terre », ce qui peut nous aider à décrypter les mécanismes physiques à l’origine des réponses plus complexes que nous observons dans des scénarios plus réalistes.

L’analyse des simulations de modèles climatiques met en évidence des parties du système climatique que nous ne comprenons pas très bien – voire pas du tout – et nous aide à identifier les domaines dans lesquels des efforts supplémentaires sont nécessaires. Il s’agit par exemple d’identifier les domaines dans lesquels il est nécessaire de développer des modèles pour saisir les processus manquants, les domaines dans lesquels des observations nouvelles ou plus cohérentes fourniraient une certaine vérité de terrain, ou encore les domaines dans lesquels des expériences ciblées sur le terrain permettraient de tester des processus clés.

Si l’on examine les dizaines de simulations du modèle climatique MRS et les centaines d’articles sur la modélisation, quelques constatations clés de haut niveau se dégagent pour moi :

• La réduction des apports solaires refroidirait la planète. Nous avons découvert une règle empirique étonnamment simple : une réduction de 1 % de la quantité de lumière solaire entrante atteignant la Terre refroidirait l’atmosphère de surface d’environ 1°C.¹
• Une réduction uniforme de la lumière du soleil ne produirait pas un refroidissement uniforme. Comme la lumière solaire atteint davantage les tropiques que les hautes latitudes, une réduction uniforme de la lumière solaire entrante compensant une augmentation du réchauffement dû à l’effet de serre se traduirait par une ceinture tropicale plus froide et un certain réchauffement résiduel sous les hautes latitudes.² Toutefois, les deux subiraient des changements beaucoup moins importants qu’avec le seul réchauffement dû à l’effet de serre.
• Un refroidissement uniforme peut être produit en répartissant soigneusement une couche d’aérosols dans la stratosphère. Cette disparité peut être réduite si, d’une manière ou d’une autre, l’ensoleillement est plus faible sous les hautes latitudes que sous les basses latitudes. Par exemple, si vous souhaitez compenser de manière uniforme 1°C de réchauffement dû à l’effet de serre, il vous faudra peut-être réduire l’ensoleillement de 2 % près des pôles et de 0,5 % près de l’équateur.³ La modélisation montre que de telles réductions pourraient être obtenues avec le SAI/IAS en ajustant soigneusement l’injection d’aérosols à différentes latitudes dans la stratosphère.³
• Un refroidissement uniforme pourrait réduire de nombreux aspects du changement climatique, mais ne serait toujours pas parfait. Dans le cadre du changement climatique, le réchauffement s’accompagne d’autres changements climatiques. Par exemple, de nombreuses régions connaîtront d’importants changements dans les précipitations et les extrêmes pluviométriques, conduisant certaines régions à devenir beaucoup plus humides et d’autres beaucoup plus sèches, et la plupart des régions connaîtront à la fois davantage d’inondations et davantage de sécheresses^{. 4,5} Si l’IAS/SAI visait à freiner le réchauffement climatique par un refroidissement aussi uniforme que possible, elle compenserait certains de ces changements dans les précipitations et les précipitations extrêmes, mais entraînerait une réduction des précipitations mondiales ainsi que certains déplacements dans les régions où se produisent les précipitations ; pour de nombreuses régions, ces changements semblent moins importants que dans le cadre du changement climatique, mais cela pourrait ne pas être le cas partout.^6–8
• Un refroidissement asymétrique pourrait entraîner des changements très importants dans les précipitations. Si le refroidissement dû à la MRS n’est pas uniforme mais limité à un seul hémisphère (par exemple, parce que les aérosols ne sont injectés qu’à 45°N), il en résulterait des changements spectaculaires dans les précipitations tropicales. La ceinture de précipitations tropicales se déplacerait vers l’hémisphère le plus chaud en raison du déséquilibre des flux d’énergie interhémisphériques^{. 9,10}
• L’arrêt soudain de la MRS entraînerait un réchauffement rapide. Si la MRS devait être interrompue soudainement et définitivement, le réchauffement qu’elle avait compensé reviendrait en quelques années.¹¹ Si le refroidissement était important, le réchauffement rapide entraînerait des changements climatiques importants et rapides, susceptibles d’avoir de graves répercussions sur les écosystèmes.¹²

Ces résultats ne sont pas des cas isolés. Ils ont été dérivés de plusieurs modèles climatiques et analysés par de nombreux groupes dans le monde entier. Tout comme les résultats similaires obtenus dans le domaine du changement climatique, ces types de conclusions générales et de haut niveau semblent pouvoir résister à l’épreuve du temps, bien qu’ils soient toujours susceptibles d’être examinés de plus près et affinés.

Si nous pouvons tirer des conclusions solides et de haut niveau sur les MRS en général, nous n’en sommes pas encore au stade où nous pouvons avoir grandement confiance dans les détails de scénarios spécifiques à l’échelle régionale. Ces types de conclusions générales que la modélisation climatique de la MRS peut fournir aujourd’hui deviendront plus complexes et plus incertains à mesure que l’on examinera différents scénarios et des échelles plus locales. Pour certains de ces résultats, nous avons créé un simulateur en ligne qui permet à tout un chacun d’explorer les impacts potentiels de la MRS sur la température et les précipitations.

Malgré les incertitudes, la vue d’ensemble du « pays des modèles » indique qu’un effort de MRS bien géré pourrait être un outil utile dans un portefeuille plus large de politiques visant à gérer les risques liés au changement climatique. Même bien utilisé, la MRS n’est pas une panacée, car elle présente de nombreux risques et lacunes. Comprendre si ce phénomène serait bien géré – s’il pourrait compromettre les réductions d’émissions ou comment il pourrait interagir avec les tensions géopolitiques – eh bien, cela va bien au-delà de ce que n’importe quelle ligne de code peut nous dire.

Les points de vue exprimés par les rédacteurs de Perspective sont les leurs et ne sont pas nécessairement celles de SRM360. L’objectif de nos Perspectives est de présenter des idées sous divers points de vue, afin de favoriser un débat approfondi et éclairé sur les méthodes de réflexion de la lumière du soleil.